République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique

Université Blida 1

Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie

Département des Biotechnologies

Laboratoire de Protection et Valorisation des Ressources Agrobiologiques

(LPVRAB)

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme de master

Option : Biotechnologie microbienne

Thème

Présenté par :

Belkacem Nour el Houda

Devant le jury composé de :

BENOUSSAID N. MAA, U. Blida 1 Président

AMMAD F. MCA, U. Blida 1 Promotrice

OUAREGLI Y. SEAAL Baraki Co promotrice

YALA A. Doctorante, U. Blida1 Examinatrice

Etude comparative entre deux dispositifs de

traitements des eaux usées de la station

d’épuration de Baraki (STEP)-Alger-

Année Universitaire : 2017-2018

Dédicace Toutes les lettres ne sauraient trouver les mots qu’il faut, tous les mots ne

sauraient exprimer la gratitude, l’amour, le respect et la reconnaissance

aussi, c’est tout simplement que je dédie ce mémoire à…

A mes très chers parents, tout mon respect et affection en témoignage de leur soutien, sacrifice, patience, ainsi que pour leurs conseils et orientations dans ma vie.

Ma douce maman Djellata Hanifa pour les sacrifices que tu as consenti pour mon

instruction et mon bien être. Je te remercie pour tout le soutien et

l’amour que te m’a porté depuis mon enfance et j’espère que ta

bénédiction m’accompagne toujours. Que ce modeste travail soit

l’exaucement de tes vœux tant formulés, le fruit de tes innombrables

sacrifices, bien que je ne t’en acquitterais jamais assez.

Mes très chères sœurs Hanane et Houria qui ont toujours été à mes côtés pour me soutenir,

pour leur amour et pour tous les sacrifices qu’elles ont faits et pour toute

la patience et la compréhension dont ils ont fait preuve à mon égard

Mon cher frère Walid pour tous tes conseils et tes encouragements.

Mes adorables neveux Hidayette et Raçim

Mes amis Tayeb, mon conseiller, qui m’a assisté dans les moments difficiles et m’a

pris doucement par la main pour traverser ensemble des épreuves

pénibles. Je te suis très reconnaissante, et je ne te remercierais jamais

assez pour ton amabilité, ta générosité, ton aide précieuse.

Djamila, L’épaule solide, l’œil attentif, compréhensif et l’une des

personnes les plus digne de mon estime et mon respect, que dieu te

préserve et te procure santé et longue vie.

Madame Ammad F. Qui m'a donné un magnifique modèle de labeur et de persévérance.

J'espère qu'elle trouvera dans ce travail toute ma reconnaissance et

l’expression de ma gratitude pour ses judicieux conseils qui m’ont permis

de bien mener ce projet.

Remerciements

Au terme de ce travail, je tiens à remercier en premier lieu le bon Dieu de

m’avoir guidée et donnée la patience, la santé et surtout beaucoup de courage

et de volonté pour accomplir mon stage et achever ce modeste travail pour

enfin pouvoir le mettre entre vos mains.

Un travail de recherche, bien qu’il s’effectue souvent avec un peu de solitude,

nécessite le concours d’un certain nombre de personnes. Ce mémoire est

aujourd’hui l’occasion de remercier toutes les personnes qui ont collaboré à

ce travail qui m'ont apportée leur aide et leurs précieux conseils.

J’exprime mes profondes gratitudes et mes sincères remerciements pour mon

encadreur Madame AMMAD F. maître de conférences classe A à USDB,

pour la confiance qu’elle a su me témoigner, son soutien et ses

encouragements. Son sens d’appréciation scientifique, sa rigueur pour le

travail bien fait et ses suggestions pertinentes. Je vous remercie également

pour votre disponibilité, votre patience et votre qualité humaine.

Je tiens à exprimer ma sincère reconnaissance à ma Co-promotrice Mme

OUAREGLI Y. pour son aide très précieuse et le temps qu’elle m’a consacré

tout au long de mon expérience.

Mes remerciements vont également à tout le personnel du laboratoire de la

station d’épuration- Baraki (SEAAL), qui m’a mis sur le bon chemin et fait

leur possible pour m’aider pendant mon stage.

Je tiens à remercier Monsieur BOUTOUMI H. Professeur à USDB pour

m’avoir permis de travailler au sein de son laboratoire, et pour m’avoir

conseillé et orienter au cours de la réalisation de ce travail.

Un spécial remerciement va à Monsieur TEFAHI D. pour sa qualité humaine

et son énorme patience et gentillesse, qu’il me soit permis de lui témoigner

mon profond respect pour ses enseignements, sa sagesse et surtout son écoute

et sa compréhension

Un grand merci au chef de service du laboratoire de l’Algérienne des eaux-

Chiffa, ainsi que tout le personnel du laboratoire.

Mes remerciements les plus vifs à Monsieur CHRIF L. qui m’a facilité la

tâche sur le terrain, pour son aide précieuse et son soutien sans égal.

J’adresse mes remerciements à Madame BENNOUSSAID N. maitre

assistante classe A à USDB, de m’avoir fait l’honneur de présider le jury.

qu’il me soit permis de lui témoigner mon profond respect pour ses

enseignements, sa sagesse et sa compréhension.

J’exprime ma profonde gratitude à Madame YALA A. doctorante à USDB,

d’avoir accepté d’examiner mon travail et d’apporter ses critiques tant

constructives. Qu’elle trouve ici l’expression de mon profond respect.

J’adresse mes plus chaleureux remerciements à Madame Fadil.D. Ingénieur

principale au niveau du laboratoire de mycologie à USDB, pour ses conseils,

sa compétence, sa patience, son enthousiasme et son aide qui a été un vrai

exemple de gentillesse et de tendresse.

En fin je tiens à remercier tous mes professeurs : BENCHABANE M.,

KRIMI Z., BELKAHLA H., AMMAD F., BOUTOUMI H., BENCHABANE

D., BOUCHENAK F., AISSAT A., BENNOUSSAID N., AYADI R., SABRI

K., RAMDANE S., à USDB, qu’ils ne nous ont jamais privés

d’informations, pour tous leurs efforts et pour tous les meilleurs moments que

j’ai passé avec vous.

Vraiment je vous remercie énormément, et que Dieu vous protège, bénisse, et

vous donne la santé et le bien-être.

Enfin, il me serait difficile d’omettre de remercier tous ceux qui ont

contribués de prés ou de loin à ce travail. Qu’ils trouvent dans ces paroles

l’expression de mes sincères remerciements.

Tables des matières

Page

Remerciements

Dédicaces

Résumé

Table des matières

Liste des figures

Liste des tableaux

Liste des abréviations

INTRODUCTION ………………………………………………….. 1

PARTIE BIBLIOGRAPHIQUE

CHAPITRE I : GENERALITE SUR LES EAUX USEES

I .1. Définition …………………………………………………………... 3

I .2. Origines des eaux usées…………………………………………….. 3

I .3. Pollution des eaux ………………………………………………….. 4

I .4. Caractéristiques des eaux usées…………………………………….. 5

I .4.1. Caractéristiques organoleptiques…………………………... 5

I .4.1.1. Turbidité ………………………………………….. 5

I .4.1.2. Couleur …………………………………………… 5

I .4.1.3. Odeur……………………………………………... 5

I .4.2. Caractéristiques physico-chimiques……………………….. 5

I .4.2.1. Potentiel d’hydrogène (pH)……………………….. 5

I .4.2.2. Température (T)………………………………...... 5

I .4.2.3. Conductivité électrique (CE)……………………… 6

I .4.2.4. Matières en suspension (MES)……………………. 6

I .4.2.5. Demande chimique en oxygène (DCO)………….. 6

I .4.2.6. Demande biologique en oxygène (DBO)…………. 6

I .4.2.7. Azote (N2)………………………………………… 7

I .4.2.8. Phosphore total (PT)…………………………….... 8

I .4.3. Caractéristiques microbiologiques………………………… 9

I .4.3.1. Microorganismes …………………………………. 9

I .4.3.1.1. Bactéries………………………………….. 9

I .4.3.1.2. Les virus…………………………………. 11

I .4.3.1.3. Organismes libres……………………….. 11

I .4.4. Métaux lourds……………………………………………… 13

CHAPITRE II : TRAITEMENT DES EAUX USEES

II.1. Introduction………………………………………………………… 14

II.2. Objectifs de l’épuration…………………………………………….. 14

II.3. Différentes étapes d’épuration des eaux usées……………………. 15

II.3.1. Prétraitement………………………………………………. 15

II.3.1.1. Dégrillage…………………………………………. 15

II.3.1.2. Dessablage et dégraissage……………………….... 16

II.3.2. Traitement primaire……………………………………….. 16

II.3.2.1. Décantation primaire……………………………… 16

II.3.3. Traitement secondaire ou biologique……………………... 17

II.3.3.1. Traitement biologique par boues………………… 17

II.3.3.1.1. Aération du traitement biologique…….... 18

II.3.3.1.2. Traitement du carbone ………………….. 18

II.3.3.2.3. Dégazage ………………………………… 19

II.3.3.2.4. Décantation et flottation …………………. 19

II.3.3.2.5. Recirculation et extraction……………….. 19

II.3.3.2.6. Age de boues …………………………….. 20

II.3.3.2. Clarificateur ……………………………………… 21

II.3.3.3.. La digestion anaérobie………………………….. 21

II.3.4. Traitement tertiaire ou supplémentaire……………………. 22

II.3.4.1. Ultraviolet…………………………………..…….. 22

II.4. Réutilisation des eaux usées……………………………………….. 22

CHAPITRE III: PRESENTATION DU MORINGA OLEIFERA

III.1. Introduction ……………………………………………………… 23

III.2. Généralités………………………………………………………… 23

III.3. Systématique et classification de Moringa oleifera …………… 24

III.4. Culture…………………………………………………………….. 24

III.5. Description botanique …………………………………………….. 24

III.6. Utilisations du Moringa oleifera………………………………… 28

III.6.1 Traitements des eaux ……………………………………... 28

PARTIE EXPERIMENTALE

CHAPITRE I : MATERIEL ET METHODES

I.1. Les objectifs ……………… ………………………………………. 30

I.2. Présentation de la STEP de Baraki………………………………….. 30

I.3. Matériel …………………………………………………………….. 31

I.3.1. Matériel non biologique……………………………..…….. 31

I.3.2. Matériel biologique………………………………………... 31

I.4. Échantillonnage et prélèvement ……………………………………. 31

I.5. Méthodes……………………..…………………………………….. 31

I.6. Les paramètres physico-chimiques et les méthodes d’analyses

utilisées……………………………………………………………………. 33

I.6.1. Les paramètres physiques………………………………….. 33

I.6.2. Les paramètres chimiques …………………………………. 33

I.7. Analyses microbiologiques………………………………………….. 34

I.7.1. Préparation des dilutions décimales……………………… 35

I.7.2. Colimétrie et Streptométrie par filtration sur membrane….. 35

I.7.2.1.La recherche des coliformes thermotolérants cas

d’Escherichia coli ………………….…………………………… 36

I.7.2.2 La recherche des streptocoques 38

fécaux……………………

I.7.3.La recherche des Salmonella ……………………………... 39

I.7.4.La recherche des Vibrions …………………………………. 43

I.8. Dosage des Métaux lourds………………………………………. 44

I.8.1. Coloration des broyats de graines de M. oleifera 44

I.8.2. Dosage du plomb par spectrophotométrie 44

1.9. Normes de rejet 44

I.10. Normes de biodégradabilité 45

I.11. Analyse statistique 45

CHAPITRE II : RESULTATS ET DISCUSSION

II.1. Paramètres physico-chimique…………………………………… 46

II.1.1.Potentiel d’hydrogène (pH). ……………………………… 46

II.1.2. Température (T) ………………………………………….. 47

II.1.3. Conductivité électrique (CE) ……………………………… 48

II.1.4. Matières en suspension (MES) …………………………… 48

II.1.5. Paramètres de la pollution organique……………………. 50

II.1.5.1. Demande chimique en oxygène (DCO)……………….. 50

II.1.5.2. Demande biologique en oxygène (DBO5)……………….. 51

II.1.5.3. Rapport de biodégradabilité de la (DCO/DBO5)……….. 53

II.1.5.4. Azote totale (NT) ………………………………………. 53

II.1.5.5.Azote ammoniacal (NH4+)……………………………… 54

II.1.5.6. Phosphores Totale (PT) ………………………………… 56

II.1.5.7. Variabilité des paramétrés physiques et chimiques dans

les différentes échantillons ……………………………………………… 57

II.2. Paramètres microbiologiques……………………………………… 59

II.2.1. Coliformes totaux (CT) ………………………………… 59

II.2.2. Coliformes Fécaux (CF) ………………………………… 59

II.2.3. Streptocoques fécaux (SF) ………………………………. 60

II.2.4. Salmonelles et Vibrion cholériques…………………….. 60

II.3. Rendements épuratoires ………………………………………… 61

II.3.1. Rendements d’élimination des paramètres physico-

chimiques……………………………………………………………… 62

II.3.1.1. Rendements d’élimination des MES……………… 62

II.3.1.2. Rendement d’élimination de la DCO et la DBO5…… 62

II.3.1.3. Rendement des paramètres microbiologiques……. 63

II.4. Dosage des métaux lourds ……………………………………… 63

DISCUSSION…………………………………………………………. 65

CONCLUSION ET PERSPECTIVES………………………………. 71

Résumé

L’objectif assigné à notre étude est axé sur l’efficacité et la comparaison des traitements

des eaux usées de la station d’épuration de Baraki (STEP) par deux procédés : Boues activées et

Graines de Moringa oleifera. Le contrôle de la STEP comportera le suivi des variations de

l'ensemble des paramètres physicochimiques et microbiologique des eaux usées à l’état brut et

traitées par les graines Moringa oleifera ainsi que juste les analyses physico-chimiques pour les

eaux épurées. Notre étude montre un bon fonctionnement des installations de la STEP suite aux

résultats enregistrés dans les eaux épurées et ces derniers sont satisfaisants dans l’eau traitée par

les graines de Moringa. L’étude comparative des deux traitements a montré que les taux

d’abattements des Matières en suspension, Demande chimique en oxygène, Demande

biochimique en oxygène, Azote total, Ammonium et Phosphore total dans l’eau épurée (traitées

par boues activées) est très intéressant . Les résultats obtenus des deux traitements présentent des

rendements épuratoires satisfaisants.

Cette étude a montré que les graines de M. oleifera ont éliminé une bonne partie des bactéries

dénombrées dans les eaux usées (Coliformes Totaux (CT), coliforme fécaux thermotolérants

(Escherichia coli) et Streptocoques fécaux (SF)), elles ont montré soit un effet bactéricide ou par

adsorption sur les différents germes pathogènes détectés cela peut être expliquer par le profil des

graines de M. oleifera .

Mots clé: Eau usée, station d’épuration de Baraki, boues activées, graines, Moringa oleifera.

Abstract

Comparative study between two wastewater treatment devices of the

Baraki wastewater treatment plant

The objective assigned to our study is focused on the efficiency and comparison of

waste water treatment at the Baraki wastewater treatment plant (STEP) by two processes:

Activated sludge and Moringa oleifera seeds. The control of the STEP will include the

monitoring of the variations of all the physicochemical and microbiological parameters of the

raw wastewater treated with Moringa oleifera seeds as well as just the physicochemical

analyzes for the treated water. Our study shows a good functioning of the installations of the

STEP following the results recorded in the purified water and these are satisfactory in the

water treated by the seeds of Moringa. The comparative study of the two treatments showed

that the rates of abatement of suspended matter, chemical oxygen demand, biochemical

oxygen demand, total nitrogen, ammonium and total phosphorus in purified water (treated

with activated sludge) are very low. interesting. The results obtained from the two treatments

show satisfactory treatment efficiencies.

This study showed that the seeds of M. oleifera eliminated much of the bacteria counted in

wastewater (total coliforms (CT), coliform thermotolerant faecal (Escherichia coli) and faecal

streptococci (SF)), they showed either a bactericidal or adsorption effect on the various

pathogens detected this can be explained by the profile of M. oleifera seeds.

Key words: Waste water, Baraki sewage treatment plant, activated sludge, seeds, Moringa

oleifera,

يهخص

في الصحي الصرف مياه معالجة محطة في الصحي الصرف مياه لمعالجة جهازين بين مقارنة دراسة

.براقي

َزكش انهذف انًخّصص نذراسخُا ػهً كفاءة ويقارَت يؼاندت يُاِ انصزف انصحٍ فٍ يحطت يؼاندت يُاِ

سىف انسُطزة ػهً . انًىرَُغاOleiferaانحًأة انًُشطت وبذور : يٍ خالل ػًهُخٍُ (STEP)انصزف انصحٍ فٍ بََزقٍ

STEP حشًم رصذ انخغُزاث فٍ كم انفُشَائُت وانكًُُائُت وانًُكزوبُىنىخُت انًؼهًاث يٍ يُاِ انصزف انصحٍ فٍ انخاو

حىضح دراسخُا أداء خُذ . ، وكذنك يدزد انفُشَائُت ححهُم نهًُاِ انًؼاندتoleiferaويؼاندخها بىاسطت بذور انًىرَُغا

أظهزث دراست . نخزكُباث انخطىة انخانُت نهُخائح انًسدهت فٍ انًُاِ انُقُت وهٍ يزضُت فٍ انًُاِ انًؼاندت ببذور انًىرَُغا

يقارَت نكم يٍ انؼالخاث انخٍ انخخفُضاث يٍ انًىاد انصهبت انًؼهقت يؼذالث انطهب ػهً االكسدٍُ انكًُاوي، األكسدٍُ

هٍ خذا (انًؼاندت يغ انحًأة انًُشطت)انحُىٌ انًًخص وانُُخزوخٍُ انكهٍ، أيىَُىو وانفىسفىر انكهٍ فٍ انًُاِ انًؼاندت

.انُخائح انخٍ حى انحصىل ػهُها يٍ انؼالخٍُ حظهز كفاءة ػالج يزضُت. يثُزة نالهخًاو

قضج ػهً انكثُز يٍ انبكخُزَا انخٍ حى ػذها فٍ يُاِ انصزف انصحٍ M. oleiferaأظهزث هذِ انذراست أٌ بذور

، ( (SF)وانؼقذَاث انبزاسَت (Escherichia coli)، وبكخُزَا انقىنىٌ انحزارَت انًؼشونت (CT)يدًىع انقىنىَُاث )

وأظهزث إيا ًَكٍ حفسُز حأثُز يبُذ اندزاثُى أو االيخشاس ػهً يسبباث األيزاض انًخخهفت انخٍ حى اكخشافها يٍ خالل

.M. oleiferaبزوفُم بذور

يُاِ انصزف انصحٍ ، يحطت يؼاندت يُاِ انصزف انصحٍ ببََزقٍ ، انحًأة انًُشطت ، انبذور ، : الكلمات المفتاحية

انًىرَُغا أونُفُزا ،

Listes des figures

Figures Titres Pages

1 Fractionnement de la Demande Chimique en Oxygène 6

2 Fractionnement de l'azote 7

3 schéma simplifié d’un traitement par boues activées 20

4 Age des boues aérées (j) recommandé en fonction de la température (°C) 20

5 Les principales utilisations des différents organes de Moringa oleifera 28

6 Station d’épuration de Baraki 30

7 Colimétrie par filtration sur membrane 36

8 Colimétrie par filtration sur membrane, recherche de E.coli 38

9 Streptométrie par filtration sur membrane 39

10 Recherche des Salmonelles 41

11 Galerie Api 20E 42

12 Schéma récapitulatif sur la recherche de Vibrion cholérique 43

13 La courbe linéaire d'adsorption des graines de Moringa pour Pb

avec(SAA) 46

14 Effets comparés de la variation du Potentiel d’hydrogène (pH) en

fonction du de la nature des échantillons (a) et des dates de prélèvements

(b)

46

15 Effets comparés de la variation de la Température en fonction de la nature

des échantillons (a) et des dates de prélèvements (b)

47

16 Effets comparés de la variation de Température en fonction des dates de

prélèvement 48

17 La variation de la MES en fonction de la nature des échantillons (a) et des

dates de prélèvements (b) 49

18 Effets comparés de la variation de la MES en fonction de la nature des

échantillons 50

19 La variation de la DCO en fonction de la nature des échantillons (a) et des

dates de prélèvements (b)

50

20 Effets comparés de la variation de la DCO de la nature des échantillons

51

21 La variation de la DBO5 en fonction de la nature des échantillons (a) et

des dates de prélèvements (b) 51

22 Effets comparés de la variation de la DBO5 (mg/l) de la nature des

échantillons 52

23 Effets comparés de la variation de la DBO5 (mg/l) en fonction des dates

de prélèvements 52

24 La variation de l’azote total en fonction de la nature des échantillons (a)

et des dates de prélèvements (b) 53

25 La variation de l’azote ammoniacal en fonction de la nature des

échantillons (a) et des dates de prélèvements (b) 54

26 Effets comparés de la variation de la Azote ammoniacal (NH4+) mg/l en

fonction des dates de prélèvements 55

27 La variation du phosphore totale(PT) en fonction de la nature des

échantillons (a) et des dates de prélèvements (b) 55

28 Effets comparés de la variation des phosphores totale (PT) en fonction

des dates de prélèvements 56

29 Projection des paramètres (MES, DOB5, DCO) chimiques des eux usées

des eaux traitées sur les axes F1 et F2 des A.C.P. 57

30 Evaluation de la densité des CT (10-5

UFC / 100 ml) dans les différentes

eaux étudiée 58

31 Evaluation de la densité des Streptocoques fécaux (10-5

UFC / 100 ml)

dans les différentes eaux étudiée 59

32 Rendement d’élimination des DBO5 (%) 60

Liste des tableaux

Tableaux Titres Pages

I Différent types de pollution anthropique des eaux 4

II Mode de traitement en fonction du rapport (DCO/DBO5) 7

III Différents caractéristiques physico-chimique 8

IV Les microorganismes pathogènes dans les eaux usées 12

V Types de dégrillages 15

VI Caractéristique des milieux 18

VII Les différentes formes végétatives de l’arbre Moringa oleifera 25

VIII Composition chimique par 100g 26

XI Composition en acides gras de l’huile de graines de Moringa

oleifera exprimée en % des acides gras totaux 27

XII Analyses physico-chimiques 32

Liste des abréviations

% : pourcentage.

(-) : négatif.

(+) : positive.

𝐍𝐇𝟒−:Azote ammoniacal

𝐍𝐎−𝟐:Nitrite

𝐏𝐎𝟒𝟑−

: phosphates

𝐍𝐎𝟑: Nitrate.

°C : Degré Celsius

ACP : Analyse en composantes principales

ADE : Algérienne des eaux

AFNOR : Agence Française de Normalisation

BM : bleu de méthylène

Cd : Cadmium

CE : Conductivité Electrique.

CF : Coliforme fécaux

CPG : chromatographie en phase gazeuse

CT : Coliforme totaux

Cu : Cuivre

DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène.

DCO : Demande Chimique en Oxygène.

E. coli : Escherichia Coli.

EB : Eau brute.

Ech : Echantillon.

ED: Eau décantée

E-H : Equivalent-Habitant

EPA : Eau Peptonée Alcaline

et al : Et collaborateurs

ETF: Eau traitée par graine fraiche

ETM : Eléments Traces Métalliques

ETS : Eau traitée par graine sèche

Hg : Mercure

Ic : indigo caramel

INRF: Institut National de la Recherche Forestière

ISO: International Organization for Standardization.

JORA : Journal Officiel de la République Algérienne.

MES : Matière En Suspension.

mS/cm : MilliSiémens par centimètre

NA: Norme Algérienne.

NF: Norme Française.

Ni : Nickel

NT: Azote Total.

NTU : Unité de Turbidité Néphélométrique.

OMS : Organisation Mondiale de la Santé

Pb : Plomb

pH : Potentiel Hydrogène.

Pi: Pied

PT : Phosphore total.

S1 : semaine 1

S2 : semaine 2

S3 : semaine 3

S4 : semaine 4

S5 : semaine 5

SAA : spectrophotométrie d’absorption atomique

SAA : spectrophotométrie d’absorption atomique

SEAAL : Société des Eaux et de l'Assainissement d'Alger.

SF : Streptocoque fécaux

STEP : Station d’Epuration.

T1 : 2h

T2 : 4h

Zn : Zinc

Glossaire

Abattement : Abattement des concentrations lorsqu’on compare leurs valeurs avant et après

une étape de traitement de type filtration.

Aérobie : Un milieu contenant de l’oxygène dissous.

Anaérobie : Un milieu ne contenant pas d’oxygène libre.

Anoxie : Une situation dans laquelle l’oxygène libre dissous est absent mais présent sous

forme liée (nitrate et/ou nitrite).

Biota aquatique : Terme collectif décrivant les organismes vivant dans et en fonction de

l'environnement aquatique.

Boue activée: amas biologiques (floc) formé, au cours du traitement d’une eau résiduaire,

par la croissance de bactéries et d’autres micro-organismes en présence d’oxygène dissous et

par les diverses MES (végétaux, sables,…).

Bulking : Phénomène apparaissant (foisonnement) dans les stations par boues activées,

caractérisé par le fait que la boue occupe un volume excessif en décantation et ne sédimente

pas facilement. Ce phénomène est lié à la présence de micro-organismes filamenteux.

Capacité de traitement : Capacité réelle des ouvrages par rapport aux objectifs de

traitement en m3/heure

Dénitrification : En environnement anoxique, certaines bactéries hétérotrophes consomment

les nitrates, à la place de l’oxygène, et le carbone pour se développer et produire de l’azote

gazeux (N2).

Effluent : Toute eau usée rejetée directement ou indirectement dans les eaux de surface ou

dans un égout pluvial, ou eau de ruissellement provenant des terrains d’épandage des boues

d’eau usée, d’autres déchets ou ayant été irrigués par aspersion, à l’exclusion d’eau de

surface.

Equivalent Habitant - EqH : Unité de mesure permettant d'évaluer la capacité d'une station

d'épuration. Cette unité de mesure se base sur la quantité de pollution émise par personne et

par jour. 1 EqH = 60 g de DBO5/jour soit 21,6 kg de DBO5/an. Cette valeur peut changer en

fonction des zones concernées.

Étalonnage : Ensemble des opérations établissant, dans des conditions spécifiées, la relation

entre les valeurs de la grandeur indiquée par un appareil de mesure et les valeurs

correspondantes de la grandeur réalisée par des étalons.

Eutrophisation : Un processus par lequel des nutriments s'accumulent dans un milieu ou

un habitat. L’eutrophisation des milieux aquatiques est un déséquilibre du milieu provoqué

par l'augmentation de la concentration d’azote et de phosphore dans le milieu. Elle est

caractérisée par une croissance excessive des plantes et des algues due à la forte disponibilité

des nutriments

ISO International Standard Organisation qui fédère, pour plus de cent pays, les instituts

de normalisation et uniformise les normes.

L'adsorption : Un phénomène de surface par lequel des molécules de gaz ou de liquides se

fixent sur les surfaces solides des adsorbants. Les molécules ainsi adsorbées constituant

l'adsorbat.

Les particules colloïdales : Les particules colloïdales en solution sont des matière organique

dispersée dans l’eau sous forme de molécules agglomérées naturellement chargées

négativement. Ainsi, elles tendent à se repousser mutuellement et restent en suspension. On

dit qu’il y a stabilisation des particules dans la solution prenant l’apparence d’un gel ce qui

les rend incapables de traverser une membrane semi-perméable.

Nitrification : Croissance des bactéries autotrophes en phase aérobie, en environnement

aérobie, les bactéries autotrophes Nitrosomonas et Nitrobacter transforment l’azote

ammoniacal (NH4+) en présence d’oxygène pour se développer et produire des nitrites

(NO2-) puis des nitrates (NO3-).

Norme : La norme est une spécification technique établie avec l’ensemble des parties

concernées (entreprises, administrations, laboratoires, distributeurs,...), approuvée par un

organisme reconnu (ex : AFNOR), et qui donne des lignes directrices aux professionnels ou

les caractéristiques d’un produit ou d’un service.

Polyélectrolyte : Un polymère ionique comportant un grand nombre de sites ioniques et

ayant une continuité des régions d’interactions ioniques. Une fois dissous dans

un solvant polaire comme l'eau, le polymère se dissocie, et apparaissent des charges sur son

squelette et des contre-ions en solution. La charge est dépendante des groupements

chimiques présents et parfois du pH de la solution.

polymère : Une molécule de masse moléculaire élevée généralement organique ou semi-

organique. Une macromolécule constituée d'un enchaînement d'un grand nombre d'unités de

répétition, d'un ou de plusieurs monomères, unis les uns aux autres par des liaisons

covalentes.

Respiration endogène : Reaction métabolique exergonique par les organismes sans apport

de substrat.

1

INTRODUCTION

L’eau est devenue un enjeu stratégique mondial dont la gestion, doit impérativement

s'intégrer dans une perspective politique de développement durable. Certains affirment en effet

qu’elle sera, au troisième millénaire, un enjeu de guerres comme le pétrole l’a été et l’est encore

aujourd’hui (Garcia, 2006).

L’eau doit être classée comme un patrimoine universel qui doit être protégée et défendue. Elle

est une ressource vitale pour l’homme, pour sa survie, sa santé et son alimentation. Elle est

également pour ses activités agricoles et économiques. La qualité de son environnement en

dépend étroitement (Boualla et al., 2011).

Selon des études prospectives, les pressions sur les ressources devraient augmenter et un plus

grand nombre de pays seront en difficulté durant les années à venir. Ainsi, en 2025, près de la

moitié de la population des pays méditerranéens se trouvera en situation de tension ou de pénurie

d'eau (Trad Raïs et Xanthoulis, 1999).

L’eau est une denrée de plus en plus rare en Algérie et de moins en moins renouvelable. Elle fait

actuellement l’objet d’une exploitation concurrentielle entre les besoins de la population, ceux de

l’agriculture et de l’industrie qui se disputent une disponibilité limitée.

La pollution des eaux de surface et souterraines est possible par les rejets d’eaux usées tant

domestiques qu’industrielles ainsi que par l’utilisation des engrais et des pesticides en

agriculture. Le volume annuel d’eaux usées domestiques rejetées est estimé à 800 millions m3/an

(Metahri, 2012).

L’Algérie, parmi d’autres pays à forte activités urbaines et industrielles a développé sa politique

en matière de qualité des eaux. Le but de cette politique est de préserver, d’entretenir et de

valoriser les ressources naturelles en eau (Metahri, 2012).

D’après un rapport publié par l’ONA (Office Nationale d’Assainissement) en 2009, l’Algérie

compte environ 100 stations d’épuration réparties à travers tout le territoire national avec une

capacité de l’ordre de 731 millions m3/an.). Selon Meklati, (2009), la quantité d’eau épurée par

ces stations est de 223 millions m3/an. Ce qui est considéré comme un faible rendement en

matière de traitement des eaux usées.

L’efficacité d’une station d’épuration dépend, d’une part, de la dégradation des polluants et de

leur adsorption par une population bactérienne adaptée et, d’autre part d’une bonne séparation de

la biomasse épuratrice et de l’eau épurée. Les étapes de séparation sont considérées comme

essentielles pour le bon fonctionnement d’une station d’épuration. Tout dysfonctionnement, au

sein de chaque étape, risque de remettre en cause le cycle d’épuration en diminuant fortement le

rendement des stations d’épuration (Meklati, 2009).

2

Le traitement des eaux usées par boues activées est composé de plusieurs phases, chacune

traitant un type particulier de pollution (organique, chimique et minérale) de par ses excellentes

performances, le traitement biologique par boues activées représente la phase clé de la chaine

globale de traitement. Cependant, son fonctionnement repose sur le développement de

populations bactériennes et est également le plus difficile à maîtriser : les variations brutales des

flux d’entrée et des quantités de pollution, conditions opératoires contraignantes dans l’évolution

non prévisible du comportement bactérien. Cependant de nombreux progrès restent encore à

faire (Boualla et al., 2011).

Les méthodes de traitements sont en constante évolution afin de répondre de manière spécifique

au contexte dans lequel les stations de traitement s’insèrent. Cependant il existe des méthodes

simples et peu coûteuses de traitement des eaux. C'est ce qui fait la force du Moringa oleifera,

un arbre qui pousse en Asie et en Afrique dont les graines sont utilisées pour la première étape

du traitement des eaux. Les graines de cet arbre sont connues pour le pouvoir floculant

des protéines qu'elles contiennent. De production locale et peu coûteuses, ces graines permettent

d'agréger les particules en suspension pour les éliminer ensuite par sédimentation ou filtration.

Elles remplacent ainsi les sels d'aluminium dont l'usage pose des problèmes pour la santé

(Macqueron, 2010).

Cette graine contient des principes actifs (polyélectrolytes cationiques) qui se libèrent dans l’eau

et neutralisent les colloïdes présents, ensuite ils engendrent un phénomène de floculation,

(Ngassoum et al., 2014 ; Nbabigengesere et al., 1995) et un abattement d’une bonne partie des

bactéries pathogènes (Price, 2007 ; Hassan Bichi, 2013).

L’objectif de notre étude consiste à l’évaluation de la qualité des eaux usées épurées par le

procédé des boues activées du point de vue microbiologique et physico-chimique au niveau de la

station d’épuration de Baraki (STEP), et l’évaluation de l’effet des graines de Moringa oleifera

sur la dépollution des eaux usées en fonction de l’état de la graine (fraiche ou sèche) et du temps

de décantation à travers l’évaluation des paramètres physico-chimiques, microbiologiques et

l’extraction du plomb (ETM).

PARTIE

BIBLIOGRAPHIQUE

3

CHAPITRE I : GENERALITE SUR LES EAUX USEES

I .1. Définition

Les eaux usées sont toutes les eaux parvenant dans les canalisations dont les propriétés

naturelles sont modifiées par l’usage domestique, industrielle, agricole etc. Elles englobent aussi

les eaux de pluies qui s’écoulent dans ces canalisations. Les eaux usées non traitées contiennent

de nombreux microorganismes pathogènes qui habitent dans le tractus intestinal humain. Ils

contiennent également des nutriments qui peuvent stimuler la croissance des plantes aquatiques

et peuvent contenir des composés toxiques ou des composés potentiellement mutagènes ou

cancérogènes (Boukerroucha et Sharkawi, 2011).

I .2. Origines des eaux usées

Selon Baumont et al., (2004), les eaux polluées sont d’origines diverses ; les eaux usées

industriels, les eaux usées domestiques, les effluents agricoles et les eaux de ruissellement.

Eaux usées industrielles

Ce sont des eaux de procédé qui sont plus souvent contaminées puisqu’elles rentrent dans le

processus de fabrication lui même ; les eaux de refroidissement, les eaux sanitaires et dans

certains cas les eaux pluviales. La contamination de l’eau industrielle varie avec des types

d’industries (les industries de confection de vêtements, les fabriques de pates et papiers, la

fabrication d’aliments et autres), la taille de l’entreprise et le lieu du rejet (Hébert et Légare,

2000).

Elles sont un mélange hétérogène composé de matières à caractères minérales ou

organiques, sous forme de composés insolubles et en proportions plus ou moins grande des

composées en dissolution dans l’eau (Boeglin, 2002).

Eaux usées domestiques

Elles sont issues de l’utilisation de l’eau (potable dans la majorité des cas) par les

particuliers pour satisfaire tous les usages ménagers. On distingue généralement deux types des

eaux dans le réseau d’assainissement ; les eaux-vannes et les eaux gris (les eaux de toilettes et les

eaux d’autres usages ; lave-linge, lave-vaisselles respectivement (Baumont et al., 2004). Les

eaux vannes sont chargées des diverses matériels organiques et de germes fécaux (Eleskens,

2010).

Eaux usées d’origine agricole

Cette pollution intéresse les eaux de ruissellement et concerne deux familles de composés :

pollution par pesticides et pollution par fertilisants (Boukerroucha et Sharkawi, 2011).

4

Eaux de ruissellement

Les eaux de ruissellement ou pluviales peuvent être contaminées par le lessivage des sols,

des surfaces imperméabilisées. Elles peuvent contenir des métaux lourds (zinc, plomb) et des

matières toxiques (hydrocarbures). En milieu rural, les eaux pluviales provoquent en outre le

lessivage des terres agricoles, entrainant les engrais et les pesticides vers les cours d’eau ou les

nappes phréatiques. Les décharges de déchets domestiques ou industriels, lorsqu’elles ne sont

pas aménagées, sont également lessivées par les eaux de pluie qui se chargent de pollution

organique et/ou toxique (Benmira, 2015).

I .3. Pollution des eaux

La pollution de l’eau est une altération qui rend son utilisation dangereuse et/ou perturbe

l’écosystème aquatique. Elle se manifeste principalement par :

Une diminution de la teneur en oxygène dissous.

La présence de produits toxiques.

Une prolifération d’algues.

Une modification physique du milieu récepteur.

La présence de bactéries, champignons et virus dangereux.

Les causes de pollution se sont étendues avec l’accroissement de la population et le

développement accéléré des techniques industrielles modernes. Il existe deux pollutions,

naturelles (volcans et érosion) et anthropiques (activité humaine). Le Tableau I résume, les

différents types de pollution (anthropiques) (Eleskens, 2010).

Tableau I : Différent types de pollution anthropique des eaux (Benmira,

2015)

Type de pollution Exemple sources

Physique

Pollution

thermique

Rejet d’eau chaude. Centrales thermiques.

Pollution

radioactive

Exploitations

nucléaires.

Installations nucléaires.

Chimique

Pollution

agricole.

Nitrates, phosphates. Agriculture.

Métaux lourds Mercure, zinc,

plomb, manganèse.

Industrie, agriculture,

combustion.

Pesticides

industries

Fongicides,

herbicides.

Agriculture.

Hydrocarbures Pétrole et dérivés. Industrie pétrolière, pétrochimie.

Microbiologique Bactéries, virus et

champignons.

Rejets urbains.

Organique. Glucides, lipides,

protides.

Effluents domestiques, agricoles,

papeteries, agroalimentaire.

5

I .4. Caractéristiques des eaux usées

I .4.1. Caractéristiques organoleptique

I .4.1.1. Turbidité

Selon Rejsek (2002), la turbidité représente l’opacité d’un milieu trouble. C’est la

réduction de la transparence d’un liquide due à la présence de matières non dissoutes. Elle est

causée, dans les eaux, par la présence de matières en suspension (MES) fines, comme les argiles,

les limons, les grains de silice et les microorganismes. Une faible part de la turbidité peut être

due également à la présence de matières colloïdales d’origine organique ou minérale. Les unités

utilisées pour exprimer la turbidité proviennent de la normalisation ASTM (American Society

for Testing Material) qui considère que les trois unités suivantes sont comparables :

Unité JTU (Jackson Turbidity Unit) = unité FTU (Formazine Turbidity Unit) = unité NTU

(Nephelometric Tirbidity Unit).

I .4.1.2. Couleur

La couleur de l’eau d’égout d’origine domestique est normalement grisatre ; une couleur

noire indique une décomposition partielle ; les autres teintes indiquent un apport d’eau résiduaire

industrielle (Moncyl, 1978).

I .4.1.3. Odeur

L’eau d’égout fraiche a une odeur fade qui n’est pas désagréable, par contre en état de

fermentation, elle dégage une odeur nauséabonde (Ladjel, 2006).

I .4.2. Caractéristiques physico-chimiques

Les caractéristiques des eaux usées sont indiquées dans le Tableau III, parmi les caractères les

plus essentiels :

I .4.2.1. Potentiel d’hydrogène (pH)

Le pH d’une eau représente son acidité ou alcalinité. Les eaux usées domestiques sont

généralement neutres ou basiques, de (6 à 9), donc elle n’influe pas sur le pH de milieu récepteur

mais les affluents industriels constituent un facteur très important dans la modification de la

valeur de pH (Rodier, 1996).

I .4.2.2. Température (T)

La température est un facteur écologique important du milieu. Son élévation peut perturber

fortement la vie aquatique (pollution thermique). Certains rejets présentent des écarts de

6

température importants avec le milieu récepteur, comme exemple, les eaux de refroidissement

des centrales nucléaires thermique induisant une forte perturbation du milieu (Gaujous, 1995).

I .4.2.3. Conductivité électrique (CE)

La conductivité est la propriété que possède une eau de favoriser le passage d’un courant

électrique. Elle est due à la présence dans le milieu d’ions qui sont mobiles dans un champ

électrique. Elle dépend de la nature de ces ions dissous et de leurs concentrations (Rejsek, 2002).

I .4.2.4. Matières en suspension (MES)

Les MES représentent l’ensemble des matières solides et colloïdales floculées, organiques

ou minérales, contenues dans une eau usée et pouvant être retenues par filtration ou

centrifugation (Bassompierre, 2007).

I .4.2.5. Demande chimique en oxygène (DCO)

La demande chimique en oxygène (DCO) représente la consommation d’oxygène nécessaire

à l’oxydation non biologique (voie chimique) de l’ensemble des matières organiques présentes

dans l’effluent, qu’elles soient ou non biodégradable. Cette mesure ne renseigne pas directement

sur la biodégradabilité de l’effluent. (Fig. 1) (Koller, 2009)

Figure. 1: Fractionnement de la Demande Chimique en Oxygène (Koller, 2009).

Si : Matière organique soluble inerte, Xi : Matière organique particulaire inerte, Ss : Fraction rapidement

biodégradable, Xs : Fraction lentement biodégradable, Xbh : Biomasses hétérotrophe, Xba : Biomasses autotrophes,

Xp : Produit de décomposition.

I .4.2.6. Demande biologique en oxygène (DBO)

La demande biologique en oxygène (DBO) représente la quantité de pollution

biodégradable. Cette méthode d’analyse de la pollution correspond à la quantité d’oxygène

nécessaire pendant cinq jours, aux microorganismes (bactéries nitrifiantes) contenus dans l’eau

pour oxyder une partie des matières carbonées. Cette mesure permet une certaine évaluation de

7

nuisance provoquée par le rejet des matières organiques biodégradables en mesurant une

consommation d’oxygène (Koller, 2009).

Notion de biodégradabilité

La notion de biodégradabilité c’est la transformation de déchets organiques ou de matières

organiques en déchets plus simples CO2,NH3 et H2O par les microorganismes à la suite de

réactions enzymatiques complexes.

Le rapport DCO/DBO5 a une importance pour la définition de la chaîne d’épuration d’un

effluent. En effet, une valeur faible du rapport DCO/DBO5 implique la présence d’une grande

proportion de matières biodégradables et permet d’envisager un traitement biologique.

Inversement, une valeur importante de ce rapport indique qu’une grande partie de la matière

organique n’est pas biodégradable et, dans ce cas, il est préférable d’envisager un traitement

physico-chimique (Tableau II) (Sibanda, 2017).

Tableau II Mode de traitement en fonction du rapport (DCO/𝐃𝐁𝐎𝟓)

(Sibanda, 2017)

DCO/DBO < 2 Effluent facilement biodégradable – traitement biologique.

2 4 Effluent difficilement biodégradable

I .4.2.7. Azote (𝐍𝟐)

L’azote peut se présenter sous diverses formes et à des degrés d’oxydation variables

Dans le domaine de l’eau, les dérivés d’azotes minéraux les plus importants sont les nitrates

(NO3−

), les nitrites (NO2−

) et l’ammonium (NH4) (Fig. 2) (Henry et al., 1992).

Figure. 2 : Fractionnement de l'azote (Henry et al., 1992)

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Snh: Azote ammoniacal, Sno: Nitrates, Snd : Fraction minérale organique biodégradable soluble, Xnd : Fraction

minérale organique biodégradable particulaire, Sni : Réfractaires au traitement soluble, Xni: Fraction minérale

organique biodégradable réfractaires au traitement particulaire.

Nitrites (𝐍𝐎𝟐−

) et Nitrates (𝐍𝐎𝟑−

)

Les nitrites résultent, soit de l’oxydation partielle de l’azote ammoniacal sous action des

bactéries nitreuses du type nitrosomonas, soit de la réduction des nitrates par les bactéries

dénitrifiantes, alors que les nitrates proviennent de l’oxydation complète de l’azote organique

sous l’action de bactéries nitrobacter (Henry et al., 1992).

Azote ammoniacal (𝐍𝐇𝟒+)

Pour désigner l’azote ammoniacal, nous utilisons souvent le terme d’ammonium qui

correspond au formes ionisées (NH4+) et non ionisées (NH3) de cette forme d’azote.

Les eaux usées contiennent toujours de l’azote ammoniacal, produit normal de la

biodégradation de l’azote organique (protéines, acides aminés, urée, etc.) (Henry et al., 1992).

I .4.2.8. Phosphore total (PT)

Le phosphore qui se retrouve dans les cours d’eau et dans les eaux usées est presque

exclusivement sous la forme phosphate. Il existe plusieurs catégories de phosphates qui peuvent

être classifiées en trois groupes principaux :

les ortho phosphates.

les phosphates condensés.

les phosphates organiques.

Les phosphates organiques proviennent surtout des procédés biologiques. Ils se

retrouvent dans les égouts par suite du déversement des déchets domestiques alimentaires et

humains et peuvent aussi être formés par l’action du biota aquatique du cours d’eau récepteur ou

dans les procédés de traitement biologique.

Les ortho phosphates qui sont appliqués comme fertilisants sont entraînés par les pluies

dans le cours d’eau récepteur et à un moindre degré par la fonte de la neige (Rodier et al., 2016).

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Tableau III : Différents caractéristiques physico-chimique

Caractéristiques physico-chimiques Référence Titre hydrométrique (dureté totale) Rodier, 1996

Acidité et alcalinité Rodier, 1996

Potentiel d’hydrogène (pH) Rodier, 1996

Température (T) Gaujous, 1995

Conductivité électrique (CE) Rejsek, 2002

Matières en suspension (MES) Bassompierre, 2007

Dosage du sodium et potassium Henry et Beaudry, 1984

Dosage des chlorures Henry et Beaudry, 1984

Dosage des sulfates Henry et Beaudry, 1984

Oxydabilité au permanganate de potassium (KMnO4) Henry et Beaudry, 1984 Dosage de l’oxygène dissout Hemrioui, 2009

Demande chimique en oxygène (DCO) Koller, 2009

Demande biologique en oxygène (DBO) Koller, 2009

Azote (N2) Henry et al., 1992 Nitrites (NO2

−) et Nitrates (NO3

−) Henry et al., 1992

Azote ammoniacal (NH4+) Henry et al., 1992

Phosphore total (PT) Rodier et al., 2016

I .4.3. Caractéristiques microbiologiques

I .4.3.1. Microorganismes

Les agents pathogènes transmis par la voie hydrique sont de trois types : les bactéries, les

virus et les organismes libres. Dans le Tableau IV, nous présentons les différentes maladies

causées par les différentes classes de micro-organismes (Cardot. 1999).

I .4.3.1.1. Bactéries

La quantité moyenne de bactéries dans les fèces est d'environ 1012 bactéries/g (Asano,

1998). Les eaux usées urbaines contiennent environ 10 6à 107 bactéries/100 ml dont 105 proteus

et entérobactéries, 103 à 104 streptocoques et 102 à 103 clostridiums sachant que leurs tailles

varies entre 0,1 et 10 μm. Parmi les plus communément rencontrées, les salmonelles dont il

existe plusieurs centaines de sérotypes différents, dont ceux responsables de la typhoïde, des

paratyphoïdes et des troubles intestinaux. Des germes témoins de contamination fécale sont

communément utilisés pour contrôler la qualité relative d'une eau ce sont les coliformes thermo

tolérants (Faby, 1997).

Microorganismes d’origine fécale

Coliformes totaux

Les coliformes sont des bacilles Gram négatif, non sporulant, aérobies-anaérobies facultatifs,

capables de se multiplier en présence de sel biliaires ou d’autres agents de surface, fermentant le

lactose avec production de gaz en moins de 48heures à une température de 35°C (Larpent et

Gourgaud, 1997).

10

Ils regroupent les genres des germes suivants : Escherichia, Citrbacter , Klébsiella, Yersinia,

Serratia, Rahnella, et Buttiauxella (Rodier et al.,1996 ; Joly et Reynaud, 2003).

Coliformes fécaux

Ce sont des bâtonnets Gram(-), aérobies et facultativement anaérobies, non sporulants,

capables de fermenter le lactose avec production d’acide et de gaz à 36 et 44°C en moins de 24

heurs. Ceux qui produisent de l’indole dans l’eau peptonée contenant du tryptophane à 44°C,

sont souvent désignés sous le nom d’Escherichia Coli bien que le groupe comporte plusieurs

souches différentes (Citrobacter freudii, Entérobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae et

autres.) (Rodier et al.,1996 ; Joly et Reynaud, 2003).

Streptocoques fécaux

Les streptocoques fécaux ou Entérocoques fécaux sont des bactéries d’origine fécale et

animale ayant l’antigène. Ils sont appelé des streptocoques D, ce sont des bactéries aérobies

facultatives, Gram positives, sous formes de chainettes ou cocci ovalaires ou sphériques de 0,6 à

1 µm en moyenne (immobiles en général). Leur température de croissance est de 20°C à 42°C et

un pH qui varie de 7,2 à 7,4 (Larpent et Gourgaud, 1997).

Staphylocoques

Les staphylocoques sont des bactéries cocci sphériques de 0,5 à 1 µm de diamètre, Gram

positif, aéro-anaérobies facultatifs en général immobile en amas, leur température optimale de

croissance est 37°C à un pH qui varie de 7,2 à 7,4 (Larpent et Gourgaud, 1997).

Salmonelles

Les salmonelles sont des bacilles Gram négatif, appartenant à la famille des entérobactéries

mobiles, aéro-anaérobies facultatifs non sporulant, se cultivent bien dans des milieux ordinaires

(exemple milieu Hektoen) pendant 24 à 48 heures. Elles fermentent le glucose et possèdent la

nitrate-réductase et sont dépourvues d’oxydase uréase (Larpent et Gourgaud, 1997)

Vibrions cholériques

Les vibrions appartiennent à la famille des Vibrionaceae. Ce sont des bacilles Gram négatif,

leurs colonies sont brillantes translucides, sporulant et généralement mobiles (flagelle polaire) ou

immobile aéro ou anaérobie. Possèdent une oxydase positive, une catalase positive et réduisent

les nitrates, leur température optimale de croissance est de 30°C.

11

Les bactéries du genre vibrion sont aquatique, se trouvent dans les différentes eaux (eaux de

surface et eaux de mer). Elles ont la particularité de colonisé différents types d’animaux marin

(poisson, crustacée et autres) (Diakite et Mounkoro, 2015).

Anaérobies sulfito réducteur

Le genre Clostridium appartient à la famille Bacilliaceae. Ce sont des bactéries telluriques,

rencontré dans le sol, l’environnement et les intestins des animaux et des humains. Elles sont

Gram positif, de grande taille, groupées en chainettes, généralement mobile et capable de

sporuler.

Elles possèdent une catalase négative et sont anaérobies stricts, mésophytes et supportent des

variations importantes de pH et de température.

Ces spores sont de grandes tailles et sont parfois plus grandes que les bactéries. Très

résistantes à la chaleur, jusqu'à 100°C pendant plusieurs minutes (Le gall et Le faou, 2001).

I .4.3.1.2. Les virus

L’infection d’un individu par un virus hydrique se produit dans la majorité des cas par

l’ingestion, sauf pour le Coronavirus où elle peut aussi avoir lieu par inhalation. Les virus sont

relativement spécifiques d'un hôte. Il existe des virus adaptés à chaque type d'hôtes (animaux,

hommes, plantes, champignons, algues et bactéries). Les virus entériques transmis par ingestion

sont, avec les virus respiratoires transmis par inhalation d'aérosols, les plus importants pour la

santé humaine (Vandermeersch, 2006). L’estimation de leur concentration dans les eaux usées

urbaines est comprise entre 103 et 104 particules par litre.

Les virus entériques sont ceux qui se multiplient dans le trajet intestinal ; parmi les virus

entériques humains les plus importants, nous citons les entérovirus (exemple : polio), les

rotavirus, les retrovirus, les adénovirus et le virus de l'Hépatite A (Diakite et Mounkoro, 2015).

I .4.3.1.3. Organismes libres

Les protozoaires

Certains protozoaires adoptent au cours de leur cycle de vie une forme de résistance, appelée

kyste, cette forme peut résister généralement aux procédés de traitements des eaux usées.

Parmi les protozoaires les plus importants du point de vue sanitaire, nous citons Entamoeba

histolytica, responsable de la dysenterie amibienne et Giardia lamblia (Baumont et al., 2004).

12

Les helminthes

Les helminthes sont fréquemment rencontrés dans les eaux résiduaires. Dans les eaux usées

urbaines, le nombre d’œufs d’helminthes peut être évalué entre 10 et 103/l. Nous citons,

notamment, Ascaris lumbricades, Oxyuris vermicularis, Trichuris trichuria et Taenia saginata.

Beaucoup de ces helminthes ont des cycles de vie complexes comprenant un passage obligé

par un hôte intermédiaire. Le stade infectieux de certains helminthes est l’organisme adulte ou

larve, alors que pour d’autres, ce sont les œufs.

Les œufs et les larves sont résistants dans l’environnement et le risque lié à leur présence est

à considérer pour le traitement et la réutilisation des eaux résiduaires (Baumont et al., 2004).

Tableau IV : Les microorganismes pathogènes dans les eaux usées

(adapté d’Asano, 1998. et du site Internet du ministère de la Santé du Canada (www.hc-sc.gc.ca)) Agent pathogène Symptômes, maladie Nombre

pour un litre

d’eau usée

Voies de

contamination

principales

1- Bactéries Salmonella Typhoïde, paratyphoïde,

salmonellose

23 à 80 000 Ingestion

Escherichia coli Gastro-entérite Ingestion

Yersinia Gastro-entérite Ingestion

Vibrio Choléra 100 à 100 000 Ingestion

Leptospira Leptospirose Cutanée/Inhalation/I

ngestion

Mycobacterium Tuberculose Inhalation

2- virus Virus de l’hépatite A Hépatite A Ingestion

Rotavirus Vomissement, diarrhée 400 à 85 000 Ingestion

Adénovirus Maladie respiratoire,

conjonctivite, vomissement,

diarrhée

Ingestion

Coronavirus Vomissement, diarrhée Ingestion / inhalation

Réovirus Affection respiratoire bénigne

et diarrhée

Ingestion

Poliovirus Paralysie, méningite, fièvre 182 à 492 000 Ingestion

3- Protozoaires Entamoeba histolytica Dysenterie amibienne 4 Ingestion

Giardia lamblia Diarrhée, malabsorption 125 à 100 000 Ingestion

Toxoplasma gondii Toxoplasmose : ganglions,

faible fièvre

Inhalation / Ingestion

Cyclospora Diarrhée, légère fièvre, perte de

poids

Ingestion

4- Helminthes Ascaris Ascaridiase : diarrhée, troubles

nerveux

5 à 111 Ingestion

Ancylostoma Anémie 6 à 188 Ingestion / Cutanée

Necator Anémie Cutanée

Toxocora Diarrhée, douleur abdominale 10 à 41 Ingestion

Strongyloïdes Fièvre, douleur abdominale Ingestion

Hymenolepis Diarrhée, douleur abdominale,

nausée

Cutanée

http://www.hc-sc.gc.ca/http://www.hc-sc.gc.ca/

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CHAPITRE II : TRAITEMENT DES EAUX USEES

II.1. Introduction

L’épuration des eaux résiduaires est devenue une nécessité pour les raisons sanitaires,

économiques, législatives et même pour préserver l’environnement (milieu récepteur), afin

d’obtenir une eau épurée qui satisfait aux normes de rejets édictés par la législation (la norme

Algérienne de référence NA 754 est identique à la norme internationale ISO 5667/3. Le comité

technique national n°44 « Protection de l’environnement », l’a adoptée comme norme

Algérienne sans modification), et pouvant par suite être évacuée sans danger du point de vue du

risque pour la santé humaine et l'environnement.

Selon la nature et l’importance de la pollution, différents procèdes (biologiques,

chimiques, physique et/ou mécanique) peuvent être mis en œuvre pour l’épuration des eaux

résiduaires en fonction des caractéristiques de celles-ci et du degré d’épuration désiré (Zeghoud,

2014).

Les stations d’épuration permettent donc de limiter la pollution de l’eau. En effet, à cause

de la surpopulation urbaine, l’auto- épuration naturelle n’est pas suffisante à l’élimination des

nombreux détritus polluants. Il est donc indispensable de mettre en place des stations d’épuration

qui vont, grâce à la succession de plusieurs traitements éliminer progressivement la quasi-totalité

de la pollution.

Les stations d’épuration jouent un rôle principal pour la protection de l’environnement et

la conservation de la santé humaine et évite le problème de contamination de la nappe

phréatique. Elles permettent également une économie d’eau, grâce à la réutilisation de celle-ci.

Cependant ce procédé n’est que très peu pratiqué en raison d’un fort coût de mise en place

(Mahdjar , 2016).

II.2. Objectifs de l’épuration

Les buts de l’épuration des eaux usées devraient assurer des objectifs plus larges :

- Un bon rendement dans l’élimination des matières organiques en suspension et en

solution

- Un pouvoir d’arrêt élevé vis-à-vis des micro-organismes pathogènes et plus

particulièrement des salmonella

- Une dégradation ou une élimination des substances organiques minérale ou organique

Les procédés d’épuration actuellement utilisés ont réellement progressé dans leur

pouvoir d’élimination des substances organiques. Pour le reste (les facteurs eutrophisants,

substances toxiques, micro-organismes) presque tout est à accomplir. En ce qui concerne le

14

problème microbiologique les capacités d’élimination microbienne sont diverses selon les cas

(Yousfi, 2011).

Avec les traitements biologiques (boues activées) le pouvoir d’arrêt vis-à-vis des

salmonella, les espèces pathogènes les plus représentatives, est faible ou négligeable.

L’élimination des entérobactéries totales et des E.coli serait de l’ordre de 90% au niveau de

l’effluent secondaire. Ce coefficient est en réalité, faible, compte tenu du nombre de ces germes

présents à l’entrée de l’installation. Ce nombre est située entre 105 et 107/100 ml dans l’effluent

de la station. Il serait donc compris entre 104 et 106/100 ml dans l’effluent secondaire.

L’élimination des particules virales et un fait réel mais très discuté quant à son importance

(Leclerc et al., 1977).

II.3. Différentes étapes d’épuration des eaux usées

II.3.1. Prétraitement

Destiné à préparer l'effluent au traitement biologique ultérieur, le prétraitement comporte

une succession d’opérations physiques ou mécaniques destinées à séparer les eaux usées des

matières volumineuses, en suspension ou flottantes, qu'elles véhiculent (Attab, 2011).

II.3.1.1. Dégrillage

Le dégrillage permet de séparer les matières volumineuses, son principe est extrêmement

simple, puisqu’il consiste à faire passer l’eau brute à travers des grilles.

. La vitesse moyenne de passage de l’eau entre les barreaux est comprise entre 0,6 et 1 m/s. le

nettoyage des grilles est réalisé généralement de façon automatique par un dispositif mécanique

agissant en amont ou en aval du champ de la grille (Boeglin, 2002). Il existe deux types de

dégrillages, grossier et fin (Tableau V)

Tableau V : Types de dégrillages (Société des Eaux et de l’Assainissement

d’Alger (SEAAL), 2016).

Caractéristiques Dimensions

Dégrillage grossier Dégrillage fin

Largeur de grille 1,74m

Epaisseur des barreaux 8mm

Entrefer 60mm 20mm

Largeur du canal 2m

Profondeur du canal 4m

15

II.3.1.2. Dessablage et dégraissage

Le dessablage permet de prévenir les dépôts des graviers, sables et particules minérales

non traitables dans les canalisations, protéger les organes mécaniques (pompes) contre l’abrasion

et éviter de perturber les autres étapes de traitement. Les sables, recueillis généralement par

raclage en fond de bassin, sont recyclés. Le dégraissage permet d’éviter l’encrassement de la

station par des corps gras.

Les deux étapes sont effectuées dans le même bassin que l’étape de dessablage, la

récupération des graisses et huiles se réalise en surface. Les composés collectés seront alors

incinérés (cas du traitement d’un effluent urbain) ou recyclés pour la fabrication de savons ou

détergents (cas de certains effluents industriels) en fonction de leur qualité (Bassompierre,

2007).

II.3.2. Traitement primaire

Le traitement s’effectue par voie physico-chimique pour extraire le maximum de matières en

suspension et de matières organiques facilement décantables. D’après Bassompierre (2007)

Deux voies de traitement sont possibles :

- la décantation (processus physique) : le principe de séparation solide-liquide est la

pesanteur, les matières en suspension ou colloïdales tendent à se séparer du liquide par

sédimentation ;

- la flottation (processus physique) : par opposition à la décantation, la flottation est un

procédé de séparation solide-liquide ou liquide-liquide qui s’applique à des particules

dont la masse volumique réelle ou apparente (flottation assistée) est inférieure à celle du

liquide qui les contient.

II.3.2.1. Décantation primaire

Le traitement primaire est une simple décantation réalisée dans des bassins de décantation

dont la taille dépend du type d’installation et du volume d’eau à traiter. De la même manière, le

temps de séjour des effluents dans ce bassin dépend de la quantité de la matière à éliminer et de

la capacité de l’installation à les éliminer.

A la fin de ce traitement, la décantation et l’eau à permis de supprimer environ 60% des

matières en suspension, environ 30% de la demande biologique en oxygène (DBO) et 30% de la

demande chimique en oxygène (DCO) et la concentration en azote peuvent également être

réduits durant cette phase de traitement. Les matières supprimées forment au fond du décanteur

un lit de boues appelé boues primaires (Cardot, 1999).

16

II.3.3. Traitement secondaire ou biologique

Le traitement secondaire ou biologique des eaux usées issues du traitement primaire,

permet de décomposer les composés organiques en suspension c'est la transformation biologique

(par des microorganismes) de la matière organique dissoute en biomasse microbienne et en

dioxyde de carbone. Ce traitement élimine 90% à 95% de la demande biochimique en oxygène

de l’eau et de nombreuses bactéries pathogènes (Amirou et Benkaddour, 2015).

D’après Vandermeersch (2006), ce traitement se fait par voie aérobie et peut se réaliser par des

traitements conventionnels qui sont constitués de deux phases successives:

- Le bassin d’aération : Le bassin contient des micro-organismes qui, grâce à l'injection

d'O2, consomment la pollution dissoute et se développent. Ce mélange forme les boues activées

(ou boues biologiques).

- Le décanteur secondaire (ou clarificateur secondaire) : après le bassin d’aération, l'eau

traitée passe par débordement dans le décanteur où elle sera séparée des boues par décantation de

celles-ci au fond du décanteur.

II.3.3.1. Traitement biologique par boues

Ce procédé est le traitement biologique le plus utilisé pour des stations de taille moyenne à

importante (+ de 2000 équivalents habitants), les boues activées étant la suspension boueuse

contenant la flore bactérienne épuratrice.

Les premières observations tendaient à démontrer l’existence d’une seule espèce appelée

« Zooglea ramigera » dans la prolifération de former le floc ou la zooglée.

En fait, de très nombreuses espèces bactériennes sont capables de former un floc lors de leur

croissance et libèrent des substances assimilables à un polymère (les exo polymères) qui

favorisent l’agglomération des bactéries avec la pollution solide. Les bactéries intestinales

interviennent pour une faible part tandis que les Aeromonas, et surtout les aérobies stricts comme

les Pseudomonas, les Achromobacter, les Flavobacterium et les Cytophaga sont les plus

nombreuses, elles forment alors des flocs de boues grâce à cette floculation naturelle appelée

biomasse.

Dans ce procédé, les bactéries se trouvent en suspension dans l’eau du bassin par un brassage

continu. Elles sont donc en contact permanent avec les matières organiques dont elles se

nourrissent, et avec l’oxygène nécessaire à leur assimilation. Afin de conserver un stock constant

et suffisant de bactéries pour assurer le niveau d'épuration recherché, une grande partie des boues

extraites du décanteur est réintroduite dans le bassin d’aération ; nous parlons alors de

recirculation des boues. La fraction restante est évacuée du circuit et dirigée vers les unités de

traitement des boues, elle constitue les « boues en excès » (Fig.3) (Leclerc et al., 1977 et

Vandermeersch, 2006).

17

La tache de ces micro-organismes est intensifiée :

- D’une part, ils oxydent totalement une faible partie des matières organiques en solution.

- D’autre part, ils floculent et entrainent avec eux une proportion très élevée des substances

organiques en solution ou en suspension. L’effluent du traitement par boues activées voit

sa 𝐷𝐵𝑂5 diminuer dans des proportions considérables, souvent supérieures à 90%

Selon Faby (1997) une épuration biologique permet d’éliminer 90% des virus (dont 80 à

99% des entérovirus et des rotavirus) et 60% à 90% des bactéries (dont 90% sont des bactéries

entériques), par contre elle a peu d’effet sur les kystes de protozoaires et les œufs d’helminthes.

L’élimination a lieu grâce à la sédimentation des MES et la compétition avec les micro-

organismes non pathogène et la température.

II.3.3.1.1. Aération du traitement biologique

L'oxygène utilisé par les bactéries se trouve sous forme dissoute simple (O2) ou combinée

à d’autres éléments (NO3−

), la quantité d’oxygène dissous est mesuré avec une sonde à oxygène:

mesure exprimée en mg O2 / L d’eau (Tableau VI) (SEAAL, 2016).

Tableau VI : Caractéristique des milieux (SEAAL, 2016).

Caractérisation du milieu Appellation du milieu

Si les eaux contiennent de l’oxygène dissous milieu aérobie

Si l’eau contient de l’oxygène combiné milieu est dit en anoxie

Si l’eau ne contient pas d’oxygène combiné milieu anaérobie

II.3.3.1.2. Traitement du carbone

Ce type de traitement s'effectue dans un réacteur, à travers un contact directe des

microorganismes épurateurs avec l'eau à épurer. Par le billet du procédés à cultures libres type

boues activées, ou par le procédés à cultures fixées type lit bactérien ou biofiltre bactérien.

D’après Boeglin, in Boudhane et Ahmed Ammar (2016), le processus d'épuration

aérobie s'effectue en trois étapes essentielles successives :

Adsorption et absorption des matières polluantes solubles et colloïdales de l'effluent par

les cellules bactériennes ;

Oxydation biochimique et dégradation enzymatique des matières ainsi fixées. Cette

opération fournit l'énergie aux micro-organismes (catabolisme), qui sera nécessaire à la

synthèse cellulaire et à la multiplication des micro-organismes (anabolisme), aboutissant

à un accroissement de la masse cellulaire totale;

18

Autodestruction de la matière cellulaire (respiration endogène). Les micro-organismes

impliqués sont du type facultatif, hétérotrophe. Ils utilisent à la fois le carbone organique

comme source d'énergie et comme source pour la synthèse cellulaire

II.3.3.2.3. Dégazage

La zone de dégazage est placée à l'aval du bassin d'aération, la présence d'une zone de

dégazage est nécessaire entre le bassin d'aération et le clarificateur pour facilite l'élimination des

bulles d'air présente dans la liqueur, afin d'éviter une remontée des boues par entraînement de

bulles d'air résiduelles dans le clarificateur (Bouaissa, 2015)

II.3.3.2.4. Décantation et flottation

Dans l’eau, un corps liquide ou solide, flotte ou coule, cela dépend de sa masse volumique ρ :

Si sa masse volumique est inférieure à celle de l’eau, il flotte : huile, bois, graisses…

Si sa masse volumique est supérieure à celle de l’eau, il coule : cailloux, sable, métaux,

boues…

Le but de cette étape est de laisser décanter les liqueurs issues du bassin de dégazage.

La masse volumique des boues étant plus grande que celle de l’eau, elles coulent au fond

du clarificateur. On les appelle boues biologiques. En surface, on récupère l’eau épurée ou eau

clarifiée (Cardot, 1999).

II.3.3.2.5. Recirculation et extraction

Selon Cardot, 2002, dans les bassins d’aération, l’arrivée de polluant est continue, il est

essentiel de garder constante le ratio pollution/microorganismes (Fig.3)

Il s’agit de trouver le bon équilibre entre :

- Le nombre de bactéries présentes dans le bassin d’aération, estimée par la concentration

des boues en kg de matières volatiles;

- La quantité de pollution qui arrive dans le bassin, estimée par la charge en kg DBO.

Selon Andreoni (1989), pour trouver cet équilibre, le système est composé de 2 éléments:

La recirculation :

Afin de maintenir suffisamment de bactéries dans le bassin, de la boue activée est recirculée du

fond des clarificateurs, par l’intermédiaire des puits de récupération des boues.

L’extraction :

Les bactéries étant dans des conditions idéales de développement (présence de pollution de

l’O2), elles se développent rapidement. Il est donc nécessaire d’en extraire une partie

19

h

II.2.3.2.6. Age de boues

L'âge de boue est le rapport entre la masse de boues présentes dans le réacteur et la masse

journalière de boues extraites de la station. L'âge des boues est donc inversement proportionnel

à la charge massique. Cette notion d'âge de boues est particulièrement importante car elle traduit

l'état physiologique des micro-organismes. En outre, l'âge de boues conditionne la présence de

protozoaires et de métazoaires (Fig.4) (Annexe VI).

La vitesse de réaction de la nitrification est également influencée par la charge massique

et la teneur en oxygène (Boudhane et Ahmed Ammar, 2016).

Figure.4 : Age des boues aérées (j) recommandé en fonction de la température (°C)

(SEAAL, 2016)

Figure. 3 : schéma simplifié d’un traitement par boues activées.

Les eaux usées arrivent dans un bassin de décantation primaire (D1), puis dans un bac d’aération

où une oxygénation constante assure la multiplication des micro-organismes et corrélativement

la destruction de la coagulation des substrats organiques. L’effluent passe ensuite dans le bassin

de décantation secondaire D2 : une partie des boues (boues activées) est recyclée dans le bassin

d’aération ; les boues en excès de D1 et D2 doivent être traitées en vue de leur stabilisation

(Leclerc et al., 1977).

20

II.3.3.2. Clarificateur

Le bon fonctionnement d'une station d'épuration par boues activées exige de bien séparer

l'eau traitée de la masse de boue activée de manière à produire un effluent clarifié conforme aux

normes de rejet. Cette séparation solide-liquide est traditionnellement réalisée par sédimentation

gravitaire dans un décanteur secondaire ou clarificateur, même si d'autre procédés, tels que la

flottation sont également applicable (mais plus coûteux) (Boudhane et Ahmed Ammar, 2016).

Le clarificateur est un composant fondamental d'un système à boues activées. Il doit combiner

trois fonctions :

Fonction de clarification : produire un effluent final clarifié dont la teneur en matière en

suspension est généralement inférieure à 20 - 30 mg/l, soit un rendement de séparation

supérieur à 98 %.

Fonction d'épaississement : produire un débit continu de boue concentrée pour les

recirculer dans le réacteur biologique et assurer le maintien de la consigne en MES de

celui-ci.

Fonction de stockage : stocker la masse de boue supplémentaire générée par une

surcharge hydraulique momentanée (en temps de pluie notamment).

II.3.3.3. La digestion anaérobie

L’opération s’effectue dans les digesteurs, où les micro-organismes des genres

Methanobacterium, Méthanosarcina et Méthanococcus transforment les matières organiques en

produisant un abondant dégagement de gaz tel que l’hydrogène, l’azote, mais surtout le dioxyde

de carbone et le méthane. Le développement des Desulfovibrio peut être favorisé par la présence

de sulfate, ce qui est très gênant pour la conduite du traitement car les gaz produits sont

malodorants (H2S) et pauvres en énergie. Les gaz combustibles peuvent être récupérés et utilisé

comme source d’énergie (Leclerc et al., 1977).

Le digesteur est alimenté avec des boues fraîches et une petite portion de boues mûres

(provenant d’une digestion précédente). La digestion anaérobies peut se faire dans les meilleures

conditions à la température de 50 à 60°C qui favorise la croissance des bactéries thermophiles et

accélère la dégradation. Le temps requis est de deux à trois semaines et même quelquefois plus.

Les boues ainsi traitées sont considérablement réduites en volume. Elles sont stabilisées et ne

contiennent plus de micro-organismes pathogènes (Amselem, 2013).

II.3.4. Traitement tertiaire ou supplémentaire

Pendant cette étape de traitement tertiaire certains procédés sont utilisés pour améliorer

encore plus la qualité des effluents (élimination du nitrate et du phosphore). Il peut s’agir de

21

procédés physiques (filtration), biologiques ou chimiques. Cette étape permet de réduire le

niveau de produits chimiques organiques, des nutriments, des pathogènes et des matières solides

en suspension qui se trouvent dans les effluents. Cette étape est nécessaire si les eaux usées

doivent être traitées à des niveaux très élevés, par exemple si elles doivent être rejetées dans de

l’eau douce (Prescott et al., 2003).

II.3.4.1. Ultraviolet

D’après Baumont et al., (2004), le traitement par rayons ultraviolets utilise des lampes à

mercure disposées parallèlement ou perpendiculairement au flux d’eau. Leur rayonnement

s’attaque directement aux microorganismes. La durée d’exposition nécessaire est très courte (20

à 30 s). L’efficacité du traitement dépend essentiellement de deux paramètres :

- les lampes, qui doivent être remplacées régulièrement : elles sont usées au bout d’un an et

demi. De plus, elles doivent être nettoyées car elles ont tendance à s’encrasser

- la qualité de l’effluent : les MES et certaines molécules dissoutes absorbent les UV, ce

qui diminue l’efficacité des lampes.

II.4. Réutilisation des eaux usées

L’eau usée traitée à l’aval des systèmes d’assainissement urbains représente une eau

renouvelable non conventionnelle. Cependant, en raison de la nature variable de cette eau (sa

charge en constituants minéraux, organiques et biologiques) ; sa réutilisation devrait être gérée

soigneusement, surveillée et contrôlée par des spécialistes afin de vérifier les risques et les

menaces potentielles sur les usagers, le sol, et les cultures irriguées, ainsi que sur

l’environnement dans son ensemble, peut également avoir des impacts défavorables sur la santé

publique et l’environnement (Gharzoul, 2014).

22

CHAPITRE III: PRESENTATION DU MORINGA OLEIFERA

III.1. Introduction

Le traitement de l'eau pour la rendre propre à la consommation humaine a été un

problème d'immenses défis, tant dans les pays en développement que dans les pays développés.

Dans les pays en développement, la qualité de l'eau potable est souvent dangereuse pour la santé

humaine. Les sels d'aluminium, les sels de fer et les polymères synthétiques sont des coagulants

couramment utilisés dans le traitement de l'eau (Letterman et al., 1990). Le coût et les effets

secondaires environnementaux de ces composés sont leurs principaux inconvénients. D’après

Martyn, et al. (1989) et Broin et al. (2002), les sels d'aluminium ont été associés à la maladie

d'Alzheimer. En conséquence, il est souhaitable de développer d'autres coagulants rentables qui

soient plus acceptables sur le plan environnemental.

Des alternatives naturelles aux coagulants actuellement utilisés sont envisagées, y

compris les plantes cultivées. Les graines d'un arbre tropical, M. oleifera, ont suscité un intérêt

particulier car elles traitent l'eau à deux niveaux, agissant à la fois comme coagulant et comme

agent antimicrobien (Broin et al., 2002).

Les nombreuses utilisations économiques du Moringa oleifera et la facilité de

propagation ont suscité un intérêt international grandissant pour cet arbre que l’on retrouve dans

les pays tropicaux.

Beaucoup de pays Africains (Sénégal, Ethiopie, Mali…) et l’Inde profitent déjà des vertus

miraculeuses de cette plante, alors pourquoi l’Algérie n’en fera pas pareil ?

III.2. Généralités

De son nom scientifique Moringa oleifera, le moringa est un arbuste de la famille des

Moringaceae pouvant mesurer jusqu’à 10 mètres de haut.

Parfois appelé « arbre de vie » ou « arbre du paradis » en raison de ses vertus

environnementales, médicinales et alimentaires exceptionnelles, le moringa est un arbre à usages

multiples dont les feuilles, fleurs, fruits, écorces, racines et graines peuvent être consommés

directement. Ses qualités nutritionnelles sont de plus en plus reconnues et pourraient représenter

une solution efficace dans le cadre de la lutte contre la malnutrition. Le Moringa oleifera peut

aussi être valorisé sous forme de produits à plus haute valeur ajoutée, tels que l’huile de moringa

qui offre une forte plus-value grâce à son prix élevé (Modeste Bidima, 2016).

23

III.3. Systématique et classification de Moringa oleifera :

D’après Fahey, 2005, cette espèce appartient à :

Règne : Plantae

Sous règne : Tracheobionta

Super division : Spermatophyta

Division : Magnoliophyta

Classe : Magnoliopsida

Sous classe : Dilleniidae

Ordre : Capparales

Famille : Moringaceae

Genre : Moringa

Espèce : Oleifera

III.4. Culture

Le Moringa oleifera pousse le mieux dans les régions tropicales chaudes et semi-arides.

Il tolère la sécheresse et s’adapte à des précipitations annuelles de 250 à 1 500 mm. Il préfère une

altitude inférieure à 600 m (2000 pi) mais peut pousser à jusqu’à 1 200 m (4 000 pi) d’altitude

dans certaines régions tropicales et a déjà été observé à 2 000 m (6 600 pi).

Sa culture est facile, fréquemment rencontré dans les jardins en Afrique subsaharienne.

C’est un arbre à croissance rapide, dont les feui